课程实验指导书

专业课程实验指导书（数字图像处理、遥感技术与应用）（探测与识别技术、计算机控制技术）探测与信息工程系景文博冷雪郑文波韩文波杨进华数字图像处理实验指导书主编：景文博杨进华目录实验一MATLAB数字图像处理初步 (3)实验二图像的代数运算 (9)实验三图像增强—灰度变换 (18)实验四图像增强—直方图变换 (20)实验五图像增强—空域滤波 (23)实验六图像的傅立叶变换 (26)实验七图像增强—频域滤波 (29)实验八彩色图像处理 (31)实验九图像分割 (36)实验十形态学运算 (39)附录MATLAB简介 (41)实验一 MATLAB数字图像处理初步一、实验目的与要求1．熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。

2．熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。

3．掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。

4．掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。

5．图像间如何转化。

二、实验原理及知识点1、数字图像的表示和类别一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。

灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。

例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。

因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。

图像关于x和y坐标以及振幅连续。

要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。

将坐标值数字化成为取样；将振幅数字化成为量化。

采样和量化的过程如图1所示。

因此，当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时，称该图像为数字图像。

作为MATLAB基本数据类型的数值数组本身十分适于表达图像，矩阵的元素和图像的像素之间有着十分自然的对应关系。

图1 图像的采样和量化根据图像数据矩阵解释方法的不同，MA TLAB把其处理为4类：➢亮度图像(Intensity images)➢二值图像(Binary images)➢索引图像(Indexed images)➢RGB图像(RGB images)(1) 亮度图像一幅亮度图像是一个数据矩阵，其归一化的取值表示亮度。

《操作系统》课程实验指导书一．实验总学时（课外学时/课内学时）：4/8 总学分：8/44必开实验个数： 4 选开实验个数：0二．适用专业：网络工程、计算机科学与技术2007级三．考核方式及办法：在规定实验时间内完成实验要求,依据实验过程及实验结果在实验现场逐一检查考核。

四．配套的实验教材或指导书：自编实验指导书五. 实验项目：实验1 SHELL命令的使用1、实验目的通过对LINUX的系统启动、注销、关闭和关机，帐号管理，文件系统的日常管理，文件系统的权限控制等常用基本命令的使用及与Windows下DOS SHELL的比较，了解现代操作系统SHELL的特点和功能。

了解编辑器vi的使用方法。

2、实验工具及环境LINUX系统网络环境或单机，Windows系统网络环境或单机。

3、实验计划学时2学时上机实际操作。

4、实验内容及操作步骤⑴系统启动和关闭①使用自己的账户登录UNIX系统，查看系统提示符确定自己使用的shell程序类型别。

◎开机后，系统自检启动后提示login：（输入：root↙）password：（输入：用户口令↙，root用户为redhat）◎查看/etc/passwd文件可以获得用户使用的shell#grep $LOGNAME /etc/passwd↙可能的显示为：user001:*:200:50::/usr/user001:/bin/sh请思考上述命令怎样得到了当前使用的shell类型的？使用下面的命令也可以查看当前shell：#echo $SHELL②注销和关机命令。

◎用户注销使用：$exit↙或$<ctrl>+<D>↙或$logout↙◎超级用户关机使用：#shutdown↙该命令将结束所有的进程，当执行此命令后系统提示“Safe to Power off or Press Any Keyto Reboot”时可以关闭电源或按任一键重启系统。

◎haltsys（halt），reboot只能由超级用户在单用户模式下使用。

实验一平面机构和机械传动的陈列演示一、实验目的1．“机械设计基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。

是一门实践性很强的课程。

学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。

通过本实验把“机械设计基础”这门课程的绪论部分和课程具体内容有机的联系起来。

2．通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容，初步了解平面机构和机械传动及通过零部件结构特点、组成、运动和传动特点。

使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。

二、实验步骤1．实验室有两种模型陈列柜：一组为机械原理部分，另一组为机械设计部分。

首先让同学观看机械原理部分（平面机构的结构、组成、运动特点），然后观看机械传动部分。

实验时让平面机构和机械传动动起来，老师对每一部分进行介绍。

2．观看通用零部件。

因每种零部件上都有说明。

所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法，让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。

第一柜 ,机器的组成及特征单缸内燃机、颚式破碎机、缝纫机、运动副（转动副、移动副、平面高副）第二柜 ,平面连杆机构五杆铰链机构、曲柄滑块机构、大筛机构、铰链机构、铰链四杆机构、搅拌机、惯性筛机构、机车车辆机构、鹤式起重机、转动导杆机构（牛头刨床主运动机构、小型刨床）曲柄摇块机构、曲柄移动导杆机构、双转块机构、双滑块机构、曲柄摇杆机构的极位夹角、有急回特性的机构、夹紧机构第三柜 ,凸轮机构内燃机配气机构、靠模车削机构、自动送料机构、分度转位机构、力锁合凸轮（靠重力、弹簧力）、形锁合凸轮（沟槽凸轮、等宽凸轮、兴轭凸轮）第四柜 ,间歇运动机构棘轮机构、双动式棘轮机构（钩头双动式棘爪、直头双动式棘爪）双向棘轮机构、槽轮机构、内啮合槽轮机构、空间槽轮机械、六角车床上的槽轮机构、外啮合不完全齿圈机构、内啮合不完全齿圈机构、凸轮式间歇运动机构第五柜 ,带传动平带传动（张紧轮装置）、V带传动、（带定期张紧紧装置、滑道式）、V带传动（带定期张紧装置，摆架式）、V带传动（带的自动张紧装置）、园型带传动（张紧轮装置）、同步带传动、V带轮的结构4种第六柜 ,螺纹联接和螺旋传动螺纹的牙型（三角形、矩形、梯形、锯齿形）、螺纹的旋向（右旋、左旋）、螺纹的线数，螺距和导程、螺栓联接、双头螺栓联接、螺钉联接、紧定螺钉联接、常用标准螺纹联接件（六角头螺栓、螺柱、螺钉、紧定螺钉、六角螺母、垫圈）、常用的防松方法（弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母、槽形螺母和开口销、圆螺母用带翅垫片、止动垫片、冲点法防松、粘合防松、永久防松、串联钢丝）承受横向载荷的减载装置（用减载销、用减载套筒、用减载键）、螺栓承受偏心载荷、凸台与沉头座的应用、斜面垫圈的应用、受横向载荷的螺栓组联接、改善螺纹牙间载荷分布、柔性螺栓、螺母下装弹性元件、金属垫片和密封环密封、螺旋千斤顶、机床刀架进给机构、插管式外循环滚动螺旋第七柜 ,螺纹联接和螺旋传动链传动、齿形链、滚子链、双排滚子链、滚子链接头型式（A、B、C）、链轮结构（A、B、C）、链传动的张紧（A、B）第八柜 ,齿圈传动外啮合直齿圆柱齿圈传动、内啮合直齿圆柱齿圈传动、齿圈齿条传动、外啮合斜齿圆柱齿圈传动、人字齿圈传动、传递相交轴运动（直齿锥齿圈传动、斜齿锥齿圈传动、曲线齿齿圈传动）、传递交错轴运动（蜗杆蜗轮）第九柜 ,齿圈的基本性质齿圈各部分的名称和符号、渐开线的形式、正确啮合条件、仿开法切制齿圈、展成法切制齿圈、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、渐开线曲面形成、斜齿条的压力角、斜齿圆柱齿圈的受力分析、圆锥齿圈的受力分析、齿圈轴、实体式齿圈、腹板式圆柱圆锥齿圈、铸造轮辐式圆柱齿圈第十柜 ,轮系定轴齿圈系（A、B）、平面行星齿圈第（A、B）、空间行星齿圈系、行星减速器中的齿圈系、可变向的齿圈系、汽车后桥差速器、摆线针轮传动机构、谐波齿圈传动、减速器第十一柜 ,轴和轴毂联接传动轴、直轴（光轴、阶梯轴、空心轴）、曲轴、挠性钢丝轴、圆螺母定位、弹性档圈固定、紧定螺钉固定、压板轴端固定装置、平键联接、导向平键联接、楔键联接、半圆键联接、花键联接 第十二柜 ,轴承滚动体的种类、调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、轴承的直径系列、内圈轴向固定的常用方法、外圈轴向锁紧方法、全固式支承、固游式支承、整体式径向滑支轴承、部分式径向滑动轴承、油孔、油沟第十三柜 ,其它常用零部件套筒联轴器、凸缘联轴器、万向联轴器、齿圈联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、牙嵌式离合器、磨擦离合器、牙嵌式安全离合器、滚柱式超越离合器、圆截面压缩弹簧、圆截面拉伸、盘簧、板弹簧、圆截面扭转弹簧实验二 渐开线齿圈范成原理一、实验目的1、 掌握范成法切制渐开线齿圈的原理。

《大气污染控制工程》课程实验指导书湖北工业大学化学与环境工程学院编制：黄磊《大气污染控制工程》课程实验指导书实验一移液管法测定粉体粒径分布一、实验目的掌握液体重力沉降法(移液管法)测定粉体粒径分布的方法。

二、实验原理液体重力沉降法是根据不同大小的粒子在重力作用下，在液体中的沉降速度各不相同这一原理而得到的。

粒子在液体(或气体)介质中作等速自然沉降时所具有的速度，称为沉降速度，其大小可以用斯托克斯公式表示。

2()18ρρμ-=P L ptgdv且18()tpp Lvdgμρρ=-式中v t—粒子的沉降速度，cm/s；μ—液体的动力粘度，Pa·s；ρp—粒子的真密度，g/cm3；ρL—液体的真密度，取水的密度：1 g/cm3；g—重力加速度，cm/s2；d p—粒子的直径，cm。

这样，粒径便可以根据其沉降速度求得。

但是，直接测得各种粒径的沉降速度是困难的，而沉降速度是沉降高度与沉降时间的比值，以此替换沉降速度，使上式变为：18()pp LHdgtμρρ=-(1-2) 且218()p L pHtgdμρρ=-(1-3) 式中H—粒子的沉降高度，cmt—粒子的沉降时间，s粒子在液体中沉降情况可用下图表示。

图1-1 粒子在液体中的沉降示意图粉样放入玻璃瓶内某种液体介质中，经搅拌后，使粉样均匀地扩散在整个液体中，如图中状态甲。

经过t 1后，因重力作用，悬浮体由状态甲变为状态乙。

在状态乙中。

直径为d 1的粒子全部沉阵列虚线以下，由状态甲变到状态乙，所需时间为t 1。

12118()μρρ=-p L Ht gd同理， 直径为d 2的粒子全部沉降到虚线以下(即到达状态丙)所需时间为：22218()μρρ=-p L Ht gd直径为d 3的粒子全部沉降到虚线以下（即到达状态丁)所需时间为：32318()μρρ=-p L Ht gd根据上述关系，将粉体试样放在一定液体介质中，自然沉降，经过一定时间后，不同直径的粒子将分布在相同高度的液体介质中。

《微机原理与接口技术》课程实验指导书实验内容EL-8086-III微机原理与接口技术教学实验系统简介使用说明及要求✧实验一实验系统及仪器仪表使用与汇编环境✧实验二简单程序设计实验✧实验三存储器读/写实验✧实验四简单I/0口扩展实验✧实验五8259A中断控制器实验✧实验六8253定时器/计数器实验✧实验七8255并行口实验✧实验八DMA实验✧实验九8250串口实验✧实验十A/D实验✧实验十一D/A实验✧实验十二8279显示器接口实验EL-8086-III微机原理与接口技术教学实验系统简介使用说明及要求EL-8086-III微机原理与接口技术教学实验系统是为微机原理与接口技术课程的教学实验而研制的，涵盖了目前流行教材的主要内容，该系统采用开放接口，并配有丰富的软硬件资源，可以形象生动地向学生展示8086及其相关接口的工作原理，其应用领域重点面向教学培训，同时也可作为8086的开发系统使用。

可供大学本科学习《微机原理与接口技术（8086）》，《单片机应用技术》等课程提供基本的实验条件，同时也可供计算机其它课程的教学和培训使用。

为配合使用EL型微机教学实验系统而开发的8086调试软件，可以在WINDOWS 2000/XP等多种操作系统下运行。

在使用本软件系统调试程序时，可以同时打开寄存器窗口、内存窗口、反汇编窗口、波形显示窗口等等，极大地方便了用户的程序调试。

该软件集源程序编辑、编译、链接、调试与一体，每项功能均为汉字下拉菜单，简明易学。

经常使用的功能均备有热键，这样可以提高程序的调试效率。

一、基本特点EL型微机教学实验系统是北京精仪达盛科技有限公司根据广大学者和许多高等院校实验需求，结合电子发展情况而研制的具有开发、应用、实验相结合的高科技实验设备。

旨在尽快提高我国电子科技发展水平，提高实验者的动手能力、分析解决问题能力。

系统具有以下特点：1、系统采用了模块化设计，实验系统功能齐全，涵盖了微机教学实验课程的大部分内容。

实验三ARCGIS空间分析的综合演习【实验内容与学时】（4 学时）[1] ArcGIS空间分析基本数据计算；[2] ArcGIS空间分析工具的综合应用；【实验目的】[1] 掌握ArcGIS空间分析基本数据计算；[2] 掌握并熟悉ArcGIS空间分析工具的应用。

【实验要求】按照要求上交上机实验报告【实验步骤与过程】注意：所有实验数据源在“Arcgis应用与实践/实验三”里。

要求：实验问题中有要输出地图的，不要与指导书中地图颜色一致。

练习问题①：找出在宅儿童数多的场所。

提示：在宅児童数＝“０～５岁人口”ー（幼稚園児数+保育園児数）练习问题②：计算出“限界集落”所的个数。

提示：限界集落：65岁以上人口／总人口×100≥50％注意：选择总人口为0的地方，能否用上面公式计算？【結果】38个练习问题③：用buffer工具，做出幼稚園・保育園周围500m的缓冲区域。

所用数据：「町丁目界」，「幼稚園保育園」提示界面：结果界面：练习问题④：用dissove工具，将「水害想定区域」属性数据中相同预想水深的图形合并，然后选择预想水深小于50cm的区域。

使用数据：「浸水想定区域＿100年に１度の大雨」提示界面：结果界面：练习问题⑤：用clip工具，将佐贺市道路网中被洪水（平成２０年６月１９日の水害）淹没的道路切出。

使用数据：「平成２０年６月１９日の水害」，「道路網」提示界面：结果界面：练习问题⑥：用intersect工具，提取出佐贺市道路网中被百年不遇洪水（浸水想定区域＿100年に１度の大雨）淹没的道路，并将提出的道路，按照预想水深进行分类。

使用数据：「浸水想定区域＿100年に１度の大雨」，「道路網」提示界面：结果界面：实验问题①：提取出平成20年6月19日水害淹没的福祉施設。

实验问题②：如果发生100年一度的水害，提取出水深小于50cm区域淹没的福祉施設的分布。

实验问题③：如果发生百年一遇的洪水，提取出可能会遇到水深50cm以上洪水的福祉施設，从施設的定員计算可能遭遇洪水的施設利用者总人数。

实验指导书示例
实验一□××××××××
一、实验目的
二、实验原理
三、主要仪器及试材
四、实验方法与步骤
五、实验注意事项
六、实验结果处理
七、思考题
说明：
1．以上示例为一般课程实验指导书的参考格式，部分课程可根据因学科特点及教学确定格式或编写内容。

2．在实验指导书后可另设附录，将不宜放在正文中但与本实验指导书有直接关系的文件、图表、索引、资料、对照表等集中编入其中。

3．在实验指导书后应列出编书过程中曾引用的参考文献，格式要求同实习大纲主要参考书目要求。

1。

《材料科学基础》课程实验指导书实验一金属塑性变形与再结晶一、实验目的1、认识金属冷变形加工后及经过再结晶退火后的组织性能和特征变化；2、研究变形程度对再结晶退火前后组织和性能的影响。

3．讨论冷加工变形度对再结晶后晶粒大小的影响。

二、概述1．显微镜下的滑移线与变形孪晶金属受力超过弹性极限后，在金属中将产生塑性变形。

金属单晶体变形机理指出，塑性变形的基本方式为：滑移和孪晶两种。

所谓滑移，是晶体在切应力作用下借助于金属薄层沿滑移面相对移动（实质为位错沿滑移面运动）的结果。

滑移后在滑移面两侧的晶体位向保持不变。

把抛光的纯铝试样拉伸，试样表面会有变形台阶出现，一组细小的台阶在显微镜下只能观察到一条黑线，即称为滑移带。

变形后的显微组织是由许多滑移带（平行的黑线）所组成。

在显微镜下能清楚地看到多晶体变形的特点：①各晶粒内滑移带的方向不同（因晶粒方位各不相同）；②各晶粒之间形变程度不均匀，有的晶粒内滑移带多（即变形量大），有的晶粒内滑移带少（即变形量小）；③在同一晶粒内，晶粒中心与晶粒边界变形量也不相同，晶粒中心滑移带密，而边界滑移带稀，并可发现在一些变形量大的晶粒内，滑移沿几个系统进行，经常看见双滑移现象（在面心立方晶格情况下很易发现），即两组平行的黑线在晶粒内部交错起来，将晶粒分成许多小块。

（注：此类样品制备困难，需要先将样品进行抛光，再进行拉伸，拉伸后立即直接在显微镜下观察；若此时再进行样品的磨光、抛光，滑移带将消失，观察不到。

原因是：滑移带是位错滑移现象在金属表面造成的不平整台阶，不是材料内部晶体结构的变化，样品制备过程会造成滑移带的消失。

）另一种变形的方式为孪晶。

不易产生滑移的金属，如六方晶系的镉、镁、铍、锌等，或某些金属当其滑移发生困难的时候，在切应力的作用下将发生的另一形式的变形，即晶体的一部分以一定的晶面（孪晶面或双晶面）为对称面，与晶体的另一部分发生对称移动，这种变形方式称为孪晶或双晶。

孪晶的结果是：孪晶面两侧晶体的位向发生变化，呈镜面对称。